高层建筑发展

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高层建筑发展范文第1篇

关键词：高层建筑；新材料；抗震；低碳

1前言

有关高层建筑的定义目前尚没有统一规定，从理论上讲应按照结构的受力特性来划分，即按水平作用对建筑物的影响程度来划分。联合国教科文组织下属的世界高层建筑委员会曾于1972年在美国宾夕法尼亚州的伯利恒市召开的国际高层建筑会议上专门讨论了这个问题，提出将9层及9层以上的建筑定义为高层建筑，并建议按建筑的高度将高层建筑分为4类：第一类，9～16层（最高到50 m）；第二类，17～25层（最高到75 m）；第三类，26～40层（最高到l00 m）；第四类，也称超高层建筑，40层以上（高度在100 m以上）。但是，不同的国家或地区根据其具体情况，综合建筑类别、材料品种以及防火要求等因素，还有自己的规定。如美国把高层建筑的起始高度规定为22～25 m或层数在7层以上；日本规定层数为11层，或建筑高度为31 m；德国规定层数为22层（含室内地面）；法国规定为住宅高度在50 m以上，其他建筑28 m以上。

在我国，关于高层建筑的界限规定也未完全统一。行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3―2002）（以下简称高规）规定，10层及10层以上和高度超过28 m的钢筋混凝土民用建筑属于高层建筑。国家标准《高层民用建筑设计防火规范》（GB 50045-1995）规定，10层及10层以上的住宅建筑（包括底层设置商业服务网点的住宅）和建筑高度超过24 m的公共建筑为高层建筑。建筑高度指建筑物室外地面到其檐口或屋面、屋面板板顶的高度，屋顶上的望塔、水箱间、电梯机房、排烟机房和出屋面的楼梯间等不计入建筑高度和层数内。

2 高层建筑设计特点：

①水平荷载对结构的影响大，侧移成为结构设计的主要控制目标之一。对一般建筑物，其材料用量、造价及结构方案的确定主要由竖向荷载控制，而在高层建筑结构中，高宽比增大，水平荷载（包括风力和地震力）产生的侧移和内力所占比重增大，成为确定结构方案、材料用量和造价的决定因素。其根本原因就是侧移和内力随高度的增加而迅速增长。

②楼（屋）盖结构整体性要求高。高层建筑结构的整体共同工作特性主要是各层楼板（包括楼面梁系）作用的结果，由于楼板在自身平面内的刚度很大，变形较小，故在高层建筑中一般都假定楼板在自产生平面内只有刚移（仅产生平动和转动），而不改变形状，并忽略楼板平面之外的刚度。因此，在高层建筑结构中的任一楼层高度处，各抗侧力结构都要受到楼板刚体移动的制约，即所谓的位移协调，这时抗侧刚度大的竖向平面结构必然要分担较多的水平力。

③高层建筑结构中构件的多种变形影响大。在一般房屋结构分析中，通常只考虑构件弯曲变形的影响，而忽略构件轴向变形和剪切变形的影响，一般是因为其构件的轴力和剪力产生的影响很小。而对于高层建筑结构，由于层数多、高度高，轴力很大，从而沿高度逐渐积累的轴向变形很显著，中部构件与边部、角部构件的轴向变形差别大，对结构内力分配的影响大，因而构件中的轴向变形影响必须加以考虑。

④结构受到动力荷载作用时的动力效应大。根据结构本身的特点不同，如结构的类型与形式，结构的高度与高宽比，结构的自振周期与材料的阻尼比等的不同，结构受到地震作用或风荷载作用时，产生的动力效应对结构的影响也不同，有时这种动力效应严重影响结构物的正常使用，甚至造成房屋的破坏。

⑤扭转效应大。当结构的质量分布、刚度分布不均匀时，高层建筑结构在水平荷载作用下容易产生较大的扭转作用，扭转作用会使抗侧力结构的侧移发生变化，从而影响各个抗侧力结构构件（柱、剪力墙或筒体）所受到的剪力，并进而影响各个抗侧力结构构件及其他构件的内力与变形。因此，在高层建筑结构设计中，结构的扭转效应也是不可忽视的问题。

⑥必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题。在高层建筑结构设计中，应该重视结构的整体稳定性与结构的抗倾覆能力，防止结构发生整体失稳的破坏情况。

⑦当建筑物高度很大时，结构内外与上下的温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。

3高层建筑的发展趋势

近年来，高层建筑呈现出以下发展趋势：

①新材料的开发和应用。随着高性能混凝土材料的研制和不断发展，混凝土的强度等级和韧性性能也不断地改善。混凝土的强度等级已经可以达到C100甚至更高，在高层建筑中应用高强度混凝土，可以减小结构构件的尺寸，减少结构自重，必将对高层建筑结构的发展产生重大影响。高强度具有良好可焊性的厚钢板将成为今后高层建筑钢结构的主要用钢，而耐火钢材FR钢的出现为钢结构的抗火设计提供了方便。

②层数增多，高度加高。由于城市规划、用地紧张和使用功能等原因，我国高层建筑目前也有一些正在设计或施工的80层以上的建筑。在地震区的钢筋混凝土高层建筑结构设计中，我国处在世界领先地位。

③组合结构高层建筑增多，采用组合结构可以建造比混凝土结构更高的建筑。在强震国家日本，组合结构高层建筑发展迅速，其数量已超过混凝土结构高层建筑。除外包混凝土组合柱外，钢管混凝土组合柱应用很广泛，外包混凝土和钢管混凝土双重组合柱的应用也很多。由于钢管内混凝土在处于受压状态时，能提高构件的竖向承载力，从而可以节省钢材。

④新型结构形式的应用增多。已建成的香港中国银行大厦和正在筹划中的芝加哥532 m高的摩天大楼方案，都采用了桁架筒体，并将全部垂直荷载传至周边结构，它们的单位面积用钢量都仅约150 kg/m2，特别节省钢材。预计这种结构体系今后在300 m以上的高层建筑中将得到更多的应用。巨型框架体系由于其刚度大，便于在内部设置大空间，今后也将得到更多的应用。现已表明多束筒体系在适应建筑场地、丰富建筑造型、满足多种功能和减小剪力滞后等方面具有很多优点，预计今后也将扩大应用。

⑤平面布置与竖向体型更加复杂。近年来，出现了不规则、不对称和曲线形的建筑平面，这固然是由于建筑功能和城市规划的需要，但结构分析技术和计算手段的提高也为它创造了前提条件。另外，由于现代高层建筑向多功能综合性发展，内设办公室、旅馆、住宅、商店、餐厅和文体等服务项目，因此要求不同楼层有不同的结构布置，使得沿竖向发生结构形式和刚度的突变，需通过承托大梁或过渡层过渡，这样就对结构设计提出了更高的要求。

⑥耗能减震技术的应用将得到发展。建筑结构的减震有被动耗能减震和主动减震（有时也称被动控制和主动控制）两种。在高层建筑中被动耗能减震结构有耗能支撑、带竖缝耗能剪力墙，被动调谐质量阻尼器以及安装各种被动耗能的油阻尼器等。主动减震则是由计算机控制，由各种驱动器驱动的调谐质量阻尼器对结构进行主动控制或混合控制。结构主动减震的基本原理是通过安装在结构上的各种驱动装置和传感器与计算机系统相连接，计算机系统对地振动（或风振）和结构反应进行实时分析，向驱动装置发出信号，驱动装置对结构不断地施加各种作用，以达到在地震（或风振）作用下减小结构反应的目的。

高层建筑发展范文第2篇

Abstract： Cities are a history of stones， and buildings constitute the cornerstone of the city. Starting from the features of tall building in Chongqing， the paper focuses on the cause of the development of high-rise building in Chongqing， providing reference for high-rise building development in Chongqing.

关键词： 高层建筑；发展成因

Key words： tall buildings；developing cause

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）09-0134-02

0 引言

重庆位于中国内陆西南部、长江上游，四川盆地的东南部，属于亚热带季风性湿润气候，因其独特的地理位置和气候特点，又有“山城”、“雾都”等称号。根据国家发展战略部署的发展，重庆于1997年被设立为直辖市，成为国家为加快中西部地区经济和社会发展所采取的一项重要举措，有利于充分发挥重庆市作为特大经济中心城市的作用，带动川东地区以至西南地区和长江上游地区的经济、社会发展。作为我国最年轻的直辖市，重庆很快成为长江上游地区经济中心和金融中心，一级航运、文化、教育、科技中心，西部发展的中心城市，国家重要的现代制造业基地，全国综合交通枢纽。

随着经济的快速发展，作为国家重点产业的房地产经济也在重庆得到了前所未有的发展。在短短的十几年时间里，重庆已经从一个落后的内陆城市成长为新兴的国际化大都市。

高层建筑是指超过一定高度和层数的多层建筑。在美国，24.6m或7层以上视为高层建筑；在日本，31m或8层及以上视为高层建筑；在英国，把等于或大于24.3m的建筑视为高层建筑。而我国自2005年起规定超过10层的住宅建筑和超过24米高的其他民用建筑为高层建筑。2011年据不完全统计，重庆高楼数量在世界高楼数量中排第18位；在亚洲高楼数量中排第5位；在中国高楼数量中（包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省），香港以627座列第一位，上海以403座位居第二，重庆以364座排第3位；在中国西部地区高楼数量中以绝对优势排在第1位。

本文结合重庆市的实际情况，对重庆市的高层建筑成因开展深入分析。

1 重庆城市高层建筑发展成因

1.1 重庆地质地形特征 重庆市属于亚热带季风气候，以丘陵、山地为主，占土地面积的80%。地貌类型多样，地形起伏较大，西部多为低山丘陵，往东逐渐变化为低山和中山。地质构造格局基本生成于印支-燕山运动及喜马拉雅运动，地质构造较复杂。市区位于华蓥山余脉，为两江之间的狭长半岛丘陵之上。城市和郊区丘陵地带与江滨之间高差最大达120m，最低也有30m，重庆市郊南山是拱卫城区的绿色屏障，其山脉的脊点与河滨之间高差更达300m，地表为红色砂岩、泥岩互层，经风化后，较坚硬的砂岩则形成岩、坡、坎岗、堡、坪的地形特征，城市街区地段也就常依此特征命地名。正是因为重庆的这种地质地形特征，使得重庆无法像平原城市一样统一规划。

1.2 重庆气候特征 重庆气候温和，属亚热带季风性湿润气候，全年平均气温在18℃左右，冬季最低气温平均在6-8℃，夏季炎热，七月每日最高气温均在35度以上。极端气温最高43℃，最低-2℃，日照总时数1000-1200小时，冬暖夏热，无霜期长、雨量充沛、常年降雨量1000-1450毫米。虽然重庆是一个亚热带中纬度城市，山水相依，但是由于处于北半球副压带，加之三面环山，沟壑纵横，从而形成了风速较低、夏季炎热的气候特征，素有“火炉”之称。因此传统的板式建筑和成片的低层高密度建筑不利于通风排热，降低了居住的舒适度。因此适应高温气候，通过合理的设计尽量降温和满足人们对建筑环境热舒适性的要求是重庆建筑设计的关键。随着时代的变迁和文化信息的不断渗入，人们发现外来的点式建筑能减小空气流动阻力，扩大风的影响，并可以有效地形成空气对流，提高居住的质量。所以点式高层建筑很快得以普及。

尽量加强通风，利用气流带走热量和夜间通风散热是重庆地区适应夏季少风的防暑降温措施。现在高层建筑的选址上多利用坐北朝南依山傍水的选址模式，充分利用嘉陵江、长江等江河湖泊的水陆风，加强建筑的通风散热，小区规划在风向选择上多数朝向全年主导风向和局部小气候风向，采用设置喇叭口等兜风和导风的措施，引导和加速风的流动，高层建筑的设计更利于制造夏季穿堂风，以帮助室内通风、降温。

1.3 城市发展的需求 随着97年直辖市的成立，大量农村人口不断涌入重庆。2010年两江新区的正式挂牌成立，外来工商企业的相继进驻，重庆的人口在不断的膨胀。重庆这个最年轻的直辖市在快速城市化的进程中，也不得不面临城市人口急剧增长所带来的各种影响，其中对于山地、丘陵地形特点的重庆来说，人多地少的矛盾更显日益尖锐，城市用地的昂贵，为了平衡居住建筑和其他用土地的平衡，要将有限资源最大范围覆盖最有需要的人群，无疑将使高楼成为必然思路。华润二十四城、棕榈泉国际花园、招商江湾城、龙湖春森彼岸、中海北滨1号天赋、海悦蓝庭、保利高尔夫豪园、金科廊桥水岸等高层建筑小区也都以其各自的建筑特色相继出现在世人面前。

1.4 国际化、多元化发展，重庆建筑争相占领城市制高点 如今的建筑从低层向高层发展正愈演愈烈，人们在它们面前显得越来越渺小。古代原本象征神灵至高尊严的图腾高塔、神庙和教堂曾如何震撼着世人。但在现代技术发展下，这种象征威严的高度可以轻而易举地被突破。与大多数其他城市一样，重庆市是在上世纪80年代开始城市化进程更新的。而重庆人对于高度的向往还是21世纪到来的那一刻得到了爆发，随着直辖市效益的日益显著，以渝中区为代表的重庆市区不断涌现出一座座摩天大楼。截止2004年底，面积仅22.56km2的渝中区就有506栋高层建筑，致使渝中半岛的高楼密度居全国第一。

随着人们的不断追求，建筑的高度在不断的攀升。二十多年前解放碑（全称“人民解放碑”，高约26米）还是重庆当之无愧的地标性建筑。现在提到解放碑更多的想到的是一个文化和商业的中心，那座曾经的重庆地标早已经淹没在纽约.纽约、重庆时代广场（即过去的美美百货）、重庆中央商务区等超高层建筑之中。随着直辖市的成立，经济的发展，重庆也吸引着全国乃至世界各地的知名企业入驻重庆，其中也不乏知名的房地产商。各家地产商都使劲浑身解数想要占领重庆“制高点”，为其企业打响名牌。例如重庆化龙桥旧城改造中，瑞安将在嘉华大桥桥头建398米的高楼，希望将其打造成重庆新地标。香港九龙仓集团联合内地地产大户中海集团在江北嘴A、B、C三个地王项目地块的开发计划，其中A地块命名为“国金中心”，将建成一幢300米超高层和四幢塔楼组成的地标建筑群。台湾地区日月光集团在重庆启动的日月光广场，由6幢200米以上，总高度达330米的摩天大楼构成的超高楼群，放在哪个城市都堪称“大手笔”。亚洲最大房地产企业之一新加坡嘉德置地集团旗下凯德中国，豪掷65亿获得重庆市中心两江交汇处朝天门一商业地块，计划打造一个坐拥重庆无敌江景，改写重庆城市天际线的综合性地标项目。重庆的建筑高度也在这些知名地产的争夺战中不断攀升。

2 结语

不管是过去依山而建的吊脚楼，还是现在现代气息的林立高楼，整个重庆城中的建筑依山傍水，层叠而上，和周围的群山相互辉映，也使得城市的天际轮廓线显得异常丰富多彩。城市是一部石头的历史，建筑是构成城市的基石。重庆的房子，与自然山水水融，演绎出了独成一派的建筑气象。以城市底蕴的方式深刻烙在人们的印象之中，永不磨灭。重庆的确有香港都市的繁华与时尚，甚至最中心地区也有类似纽约高楼大厦的林立密集，但它始终带有自己鲜明的特色，依然带着山水之城的痕迹，它既不是香港，也不是纽约，它仍然是重庆，它以其独特的音符谱写着属于自己的城市乐章。

参考文献：

[1]周铁军.气候是不可移植的地方特征 适应气候的重庆地区传统建筑技术更新.时代建筑，2006，（4）： 60-63.

[2]吕俊华.研究历史 探索未来――《中国现代城市住宅》概述.建筑学报，2006，（4）： 5-7.

高层建筑发展范文第3篇

关键词：高层建筑；设计要点；发展趋势

中图分类号：TU97文献标识码： A

引言

高层建筑的历史并不短暂，尚存已有百年，它的风格迥异，和当地的环境和风俗有巨大的关系，它的存在有一定的意义和理念，是另一种意义上的城市代表。但在实际中它也是有一定的不足和缺陷的。探究它的局限性和不足之处，可以研究建筑风格的变化，设计理念的不同对进一步的推进高层建筑的健康有着重要的作用。高层建筑的设计是有一定的风格和美学价值，体现了一定的技术和经济的发展。在高层建筑的发展中，更加注重它与城市的和谐存在，结合人们的居住要求，使高层建筑达到城市，人，空间的和谐统一。这也保证了城市化建设的稳定步伐，保证了城市的一种可持续的健康的发展。

1.高层建筑的设计原理

高层建筑设计时，不只是将建筑本身的立面造型的创造作为一个唯一的侧重点。它是以人的粗度为参考点，以人的距离和视角，和与高层的亲近程度，来把握高层建筑的建筑尺度。

1.1、城市尺度

城市尺度是高层建筑的重要组成部分，它体积大，高度高 ，对整个城市有着重要的影响。城市的天际轮廓线的虚实之分，高层建筑在城市天际线创造中有重要的影响。在天际轮廓线中，建筑物的轮廓是实的天际线，而建筑物顶部之间连接的光滑曲线是虚的天际线。城市的天际轮廓线是城市的第一印象，所以高层建筑尺度应该与城市的尺度相统一，与城市相融合的确定应与整个城市的尺度相一致，不能特立独行，与城市的整体布局相悖。城市的天际轮廓线一般是从类似于广场的较开阔的地方，所以它会影响到整个城市的观赏效果，对人们的生活影响颇大，影响到视觉的欣赏。在城市的构成要素中，高层建筑占据了重要的地位，从城市的尺度、城市的文化出发，必须符合其要求，因为不适当的尺度会对城市产生负面影响，不能体现城市的历史，改变城市原有的各要素的比例，破坏城市的和谐统一。

1.2、整体尺度

整体尺度是指高层建筑各构成部分，设计师对整体尺度是十分重视的，虽然现代有多种关于建筑的整体尺度的均衡理论，但这些理论多注重的重要特性人的本能是能掌握该栋建筑物的规律，如果掌握了这一规律，就会认为这一建筑物容易理解，若不能掌握，人对该建筑物就会感到一种慌乱和不安。所以，对建筑物的整体尺度的理解和掌握是一项重点。 在设计时应该注重各部的尺度比例的协调，并加入一些活跃元素，使建筑物的整体不刻板枯燥，一个有着优秀造型的高层建筑就是很好地处理了这些部分之间的尺度关系。建立统一的尺度参考系数，这样使整个建筑明晰，不混乱。高层建筑各部分的尺度的划分的基础是整体尺度，每个尺度划分细致，使每个尺度具有一定的等级性，就会使各个部分造型构成不单调。尺度等级的最高部分是在建筑的某个整体部分（裙房、主体和顶部），最低部分通常采用层高、阳台等这些人们所熟悉的尺寸，人们在观察高层建筑时很轻易掌握这一部分的尺度的大小。但这些尺度不易过多 ，这样会使建筑的造型变得复杂繁琐，结果会难以把握 。

2.现代高层建筑设计要点

2.1、防火的问题

高层建筑的居住人口非常密集，也有着比较复杂的结构，所以在为这样的总体布局时，防火性便成为了第一要性，要根据居住的人群数量的来设计楼道，确保正常的采光系统和照明设施，所以要重视高层建筑的防火分区。

2.2、抗风的问题

高层建筑高度都较高，所以风流对建筑的作用力是建筑设计时必须要考虑到的，了解建筑物周边的风流情况，并采取适合的结构布局，保证建筑在抗风设计有一定的合理性。而在一般情况下，对高层建筑的结构影响较大的风灾，是在风的作用结果下，使建筑物的结构不稳定，这会引起建筑物的变形及破坏，所以抗风设计是工程安全保证的重点。

2.3 电气的问题

2.3.1、消防电源与配电

高层建筑与多层建筑不同，它对消防的安全性能要求特别严格，为了确保高层建筑在发生事故时对供电的需求，所以对于高层建筑的供电的来源必须分自二个发电源，必须从两个不同的区域变电站供给。供电电源必须其中一个来自于区域变电所，另一个要来自于自备的发电设备，这样可以保证当供电站一个发生问题而导致停电时，另一个供电站能正常的保持运行，使建筑一直保持一个正常的维持状态。

2.3.2、应急照明

应急照明可以保证高层建筑发生事故灾害时，正常的照明系统停止运作时而启用的备用照明系统，应急照明主要在疏散通道及消防设施上安装，并且在引导出口和出口的标牌上要设置有标志灯，从而满足疏散时人员的安全。

2.3.3、电梯

电梯的设计是根据所居住的人群数量来计算的荷载而确定的，并且安装的位置也要避免打扰居民的正常生活，还要同时满足居民出行，方便居民出行。最后一定要制订相应的措施，来预防电梯遇到的紧急情况，保证人员的快速安全撤离。

2.4、排烟的问题

高层的火灾事故中，大多数的人员伤亡都是由于烟气窒息而中毒，在没有具备自然排风条件的封闭楼梯间，要在楼梯入口处设置阳台或者凹廊，确保在发生火灾时，能够进行排烟，减少人员的伤亡的情况。在很多的设计中，为了提高使用面积，经常采取消防电梯与居住用电梯合用或者消防电梯前室与防烟楼梯前室合用，常闭防火门，造成巨大的安全隐患。

2.5、垃圾处理问题

高层建筑的居住人口比较密集，居住人口多，每天就会产生巨大的生活垃圾，对于这些垃圾的处理方式，可以设计出一条垃圾通道，让居民将垃圾扔进垃圾通道，再通过垃圾通道把垃圾扔进垃圾收集间内，最后再使垃圾集中运送处理，如果没有设计垃圾通道，那么就需要由大楼管理人员逐户进行垃圾收集和运出的处理，虽然这种方法比较简单，但对于大楼的管理会有比较高的要求。

2.6防雷击的问题

高层建筑由于具有比较高的高度和集中的结构，更容易于受到雷击灾害，所以对于高层建筑的防雷，有严格的要求，不但要在建筑的容易受雷击的部分和最高处的顶端安装避雷针，或是安装避雷带和避雷网，以钢筋作引下线，还要作接地装置。对于建筑物内所有的金属物体和建筑物外突出屋面的金属物体都要有接地装置，在建筑的周边要布置好避雷带。从而使高层建筑在整体布局上都要做好防雷措施，以保证居民的安全。

现代高层建筑的发展趋势

3.1 智能化发展

随着现代科技的发展，人们对居住和工作的环境要求逐渐提高，而研发使用智能建筑已经成为了现代高层建筑的一大趋势。智能建筑的特征有很多：其一是舒适性。智能建筑的舒适性让人们在生活和工作中，无论生理上或是心理上都会有一种舒适的感觉。因此，像照明、空调，绿化等条件必须达到最佳。其二是具有高效性。提高办公业务会使工作效率也相应的提高，并且节省人力，时间、空间，同时也会提高建筑物的设备系统所使用的管理效率。其三是智能建筑有适应性。办公组织机构会不时地变更，像办公设备、网络功能或办公机器变化，都有一定的适应过程，但不能妨碍原来系统的使用功能。其四是它具有一定的安全性。除了保护人们的生命与财产之外，还要防止信息网上信息的泄露，尤其是防止破坏信息数据，防止信息数据被篡改或删除，避免系统非法使用。其五是方便性。除了办公机器被方便的使用，还要有高效能的信息服务功能。最后是可靠性。争取尽早发现系统故障，并且排除故障，使最小程度和最小范围故障来降低影响。

3.2节能环保发展

高层建筑的规划应注重研究节能问题，依据所处的自然地理条件，适应气候环境，从项目选址、环境绿化、交通组织等多方面提出具体的要求，合理的选择建筑用地，避免不利的环境对居民的居住环境产生不利的影响。在建筑小区规划设计上要将节能的因素考虑进去，研究设计建筑日照和通风，对周围景观的绿化，合理的回收系统，透水地面砖的措施来节能。环保技术和相对应的配套设备，广泛推广先进技术，例如部分太阳能热水供应系统，形成系统节能体系，建造一个能耗低，环境舒适的居住空间。

结语

随着人们对居住的环境不断的提高，环境的影响对高层建筑的设计越来越被重视，而在设计过程中，对城市环境的平衡性和质量这一因素也被考虑其中，作为一个重点考虑的因素。所以在设计时要以创造出合适的生活空间为目的，从而将高层建筑的设计向节能环保的方向发展，这也是未来高层建筑的一个显著的发展趋势。

参考文献：

高层建筑发展范文第4篇

关键词：高层建筑 ；建筑结构 ；特点

Abstract: high-rise building can save the city land, public facilities and municipal pipe network to shorten the development cycle, thereby reducing the municipal investment, accelerate the construction of the city, these advantages make the high-rise building has been rapid development in recent years. This paper mainly analyses the features of high-rise building structure and its development trend.

Key words: high-rise building; structural characteristics;

中图分类号：TU972 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

世界各城市的生产和消费的发展达到一定程度后，莫不积极致力于提高城市建筑的层数。实践证明，高层建筑可以带来明显的社会经济效益。当高层建筑的层数和高度增加到一定程度时，它的功能适用性、技术合理性和经济可行性都将发生质的变化。与低层建筑相比，在设计上、技术上都有许多新的问题需要加以考虑和解决。

高层建筑结构的特点

高层建筑结构与低层建筑结构以受竖向载荷为主不同，需同时承受水平和竖向的荷载或作用，例如在遇到巨大风力和地震力时所产生的水平侧向力。在低层建筑结构中，竖向荷载往往就是设计的控制因素，但在高层建筑结构中，较大的建筑高度造成了完全不同的受力情况，水平荷载不仅是主要荷载的一种，跟竖向荷载共同起作用，而且往往还成为设计中的控制因素。因此，在水平荷载作用下，若高层建筑结构的抵抗侧向变形能力或侧向刚度不足，将会产生过大的侧向变形，不仅使人产生不舒服感觉，而且会使结构在竖向荷载作用下产生附加内力，会使填充墙、建筑装修和电梯轨道等服务设施出现裂缝、变形，甚至会导致结构性的损伤或裂缝，从而危及结构的正常使用和耐久性。因此设计高层建筑结构时，不仅要求结构有足够的强度，而且要求结构有合理的刚度，使水平荷载所产生的侧向变形限制在规定的范围内、同时，有抗震设防要求的高层建筑还应具有良好的抗震性能，使结构在可能的强震作用下当构件进入屈服阶段后，仍具有良好的塑性变形能力，即具有良好的延性性能。

高层建筑还具有建筑功用上的特点。人们常说建筑是凝固的音乐，优美的高层建筑犹如艺术品，成为城市的标志景观。建筑同时是时代跳动的脉搏，高层建筑占地面积小，符合了地价昂贵时代的需求，它可以节约建设用地或获得史多的空闲地面，以作为绿化等环境用地，并因向高空方向发展而缩短了城市道路和各种管线的长度，减少了基础设施的投资、当然，大量高层建筑的建设，也会给城市带来不利的影响，如人口会密集化而造成交通拥挤问题；城市局部热场发生不利的变化以及地质的沉陷、消防的复杂化等问题。综合高层建筑的上述受力特点可知，与低层结构不同，高层建筑结构在强度、刚度和延性三方面要满足更多的设计要求、抗侧力结构的设计成为高层建筑结构设计的关键。

2.高层建筑结构发展特点及趋势分析

高层建筑结构所需承担的载荷和倾覆力矩将越来越大，在确保高层建筑物具有足够可靠度的前提下，为了进一步节约材料和降低造价，高层建筑结构构件将不断的更新，设计理念也将不断发展。

2.1结构材料高强度化

随着建筑高度的增加，结构面积占建筑使用面积的比例越来越大，为了改善这一不合理状况，采用高强度钢和高强度混凝土势在必行。随着高强混凝土材料的研制和不断发展，混凝土的强度等级和韧性性能也不断得到改善。C80和C100强度等级的混凝土已经在超高层建筑中得到广泛使用。可以减少结构构件的尺寸，减少构件的自重，必将对高层建筑的发展产生严重的影响。高强度且具有良好可焊性的厚钢板将成为今后高层建筑结构的主要用刚，而耐火钢材FR钢的出现为钢结构的抗火设计提供了方便。采用FR钢材制作高层钢结构时，其防火保护层的厚度可大大减不，从而降低钢结构的造价，使钢结构更具竞争力。

2.2结构形体多样化

城市建设的发展，使得人们对建筑的功能需求更加深入，对建筑的体型要求也逐渐呈现多样化。高层建筑结构的复杂度和不规则度将会不断的呈现，例如建筑结构的平面形状会出现:矩形、方形、八角形、扇形、圆形、菱形弧形、Y 形、L 形等各种吸引人们眼球的形状，立面出现各种类型转换、外挑、内敛、大底盘多塔楼、连体建筑、立开大洞等复杂体型的建筑。

2.3建筑结构综合化

经合理设计的组合结构可取得经济合理、技术性能（如抗震性能）优良的效果，且易满足高层建筑的侧向刚度的需求，可建造比钢筋混凝土结构更高的建筑。因此在较高的建筑中，混合结构往往仍是合理、可行的结构方案，今后建造混合结构的比率将会越来越大。在强震国家日本，组合结构高层建筑发展迅速，其数量已超过混凝土结构的高层建筑。目前应用较为广泛的有:外包混凝土组合柱、钢管混凝土组合柱以及外包混凝土的钢管混凝土双重组合柱等多种组合结构。特别是由于钢管内混凝土处于三轴受压状态，能提高构件的竖向承载能力，从而可以节约大量钢材。巨型组合桩首次在香港的中国银行大厦中应用，获得成功并取得了很大的经济效益，上海金茂大厦构中也成功地应用了巨型组合结构。随着混凝土强度的提高以及结构构造施工和施工技术上的改进创新，组合结构在高层建筑中应用将进一步扩大。巨型框架结构柱体体系以其刚度大，在内部便于设置大空间等优点，也将得到更多的应用。例如，上海证券大厦和香港的汇丰银行大厦。多束筒结构体系在实际工程中的应用，已表明该结构体系在适应建筑场地、丰富建筑造型、满足多种功能和减不剪力滞后效应等诸多方面的优点，多束筒结构体系也将在超高层建筑结构实际工程中扩大应用。在钢筋混凝结构基础上，充分发挥钢结构优良的抗拉性能以及混凝土结构的抗压性能，进一步减轻结构重量，提高结构延展性。

2.4结构减震控制智能化

高层建筑结构必须妥善处理因风力、地震、温度变化和基础沉降带来的变形节点，而构造建筑结构的减震正是解决这一问题的关键。在高层建筑中的被动耗能减震有耗能支撑、带竖缝耗能剪力墙，被动调谐质量阻尼器以及安装各种被动耗能阻尼器等；主动减震则是计算机控制的，由各种驱动器驱动的调谐质量阻尼器对结构进行主动控制和混合控制的各种作用过程。结构主动减震的基本原理是:通过安装在结构上的各种驱动装置和传感器，与计算机相连接，计算机系统对震动和结构反应进行实时分析，向驱动装置发出信号，使驱动装置对结构不断地施加各种与结构反应相反的作用，以达到在地震或风的作用下减小结构反应的目的。目前，在美国、日本等国家各种耗能减震控制装置已在高层建筑结构中得以应用。在中国有部分高层建筑工程中应用了这种技术。随着人类进入信息时代，计算机、通讯设备以及各类办公电子设备不受震动干扰而安全平稳地运行，具有重要现实意义。

3.结束语

现代建筑功能趋于多样性，高层建筑的体形和结构体系趋向复杂多变，趋向立体化，应运而生新的设计概念和结构技术的深化。高层建筑在迅猛发展的同时，对其建筑结构及结构设计的研究也取得了相应的进步。科学技术的发展，高强轻质材料的出现以及机械化、电气化在建筑中的实现等，为高层建筑的发展提供了技术条件和物质基础。可以想见，未来的高层建筑结构不仅在可靠度与安全性能上大大增强，其科技含量也会越来越高。

参考文献：

[1]焦维，秦艳.高层建筑结构设计的问题探讨[J].科技致富向导.2011(27)

[2]沈芳.高层建筑结构设计中应注意的几个问题[J].科技资讯.2007(21)

高层建筑发展范文第5篇

关键词：高层 建筑设计 发展 趋势

高层建筑的设计兴建，只单纯考虑建筑物自身的建设尺度远远不够，要注重全面建设尺度的考量计划，如环境尺度、建筑整体尺度以及近人尺度三个主要方面的考量。环境尺度，包括考虑高层建筑所处城市地理位置、城市大小、周围街道尺度环境、建筑物的轮廓设计要求等，要根据具体的环境比例安排高层的建设； 建筑整体尺度，包括高层建筑的各个组成部分，如楼层主体、顶部结构等各部门的比例协调统一等注意相对尺度，而且要注意高层建筑中细节部分的层次要求。近人尺度，其实是人们对高层建筑的一个整体感官把握，注重人为感觉、使用价值和审美要求，设计尺度应参考多数人的尺度系数与之成为相应比例，特别是人们接触到的细节部分如台阶、门、窗、阳台、柱子、装饰等尺度的处理。只有从环境、建筑、人这三个方面充分考虑才能促成三者之间的和谐平衡。

一、高层建筑设计的原则

1 选用适当的计算简图：结构计算是在计算简图的基础上进行的，计算简图选用不当则会导致结构安全的事故常常发生，所以选择适当的计算简图是保证结构安全的重要条件。计算简图还应有相应的构造措施来保证。实际结构的节点不可能是纯粹的铰结点和刚结点，但与计算简图的误差应在设计允许范围之内。

2 选择合适的基础方案：基础设计应根据工程地质条件、上部结构类型与荷载分布、相邻建筑物影响及施工条件等多种因素进行综合分析，选择经济合理的基础方案，设计时宜最大限度地发挥地基的潜力，必要时应进行地基变形验算。基础设计应有详尽的地质勘察报告，对一些缺少地质报告的建筑应进行现场查看和参考临近建筑资料。通常情况下，同一结构单元不宜用两种不同的类型。

3 合理选择结构方案：一个合理的设计必须选择一个经济合理的结构方案，也就是要选择一个切实可行的结构形式和结构体系。结构体系应受力明确，传力简捷。同一结构单元不宜混用不同结构体系，地震区应力求平面布置和竖向布置规则。

1、 防火

高层建筑整体布局结构繁琐复杂，而且高层人口居住较为密集，因此居民日常生活中的防火问题应充分考虑到。防火中一个重要的问题是防烟，烟雾窒息导致的伤害远大于明火的伤害，因此在高层设计时也要充分考虑烟雾的排放，楼梯设置位置考虑通风条件，设计阳台、窗户、凹廊等增加排烟保证通风。首先是人群疏散通道的设计要求，走廊、楼梯通道要保证畅通安全便于疏散。有采光、照明设备要保证正常工作避免踩踏事件的发生，并且要注意进行防火区的划分。

2、抗风

高层建筑因为其高度比较高，不稳定性很大，很容易受环境气流的影响。在设计高层建筑轮廓时要考虑风向、风流的作用力。设计科学合理的结构尽量保护建筑物的结构稳定和牢固。将抗风设计考虑到高层的建筑结构设计中去充分分析和研究这一重要课题。

3、电气

高层建筑的用电包括楼层配电、消防电源、应急照明以及电梯的用电。其中楼层配电是基本的设计要求，要保证配电线路的科学合理安排； 消防电源作为紧急情况下必要的设施，应该在高层建筑设计中给予充分考虑，作为紧急电源要与基础供电电源分属两个不同区域的供电所，保证基础用电停止时消防用电正常使用； 应急照明系统用电包括楼梯通道路线指示牌电源的供给、消防照明设备的使用等，要保证应急照明系统的科学合理设置，便于疏散人群保证安全； 电梯的用电，高层建筑设计电梯的设置是基本配备，要根据楼层居民人口数量来选择相对荷载量的电梯，电梯的安装也要选择便捷、安全的位置，为了保证停电时电梯的运转正常，电梯的电源也要相对独立便于居民生活。

4、供水

高层建筑设计的消防给排水的积水量和水压，通常情况下市政的管网供水系统都没有达到这样的要求，还有可能还会出现一些如单路进水的情况，因此我们就必须进行人工建造一些蓄水的容器。消防给排水可以和生活、生产用水同用一个蓄水池，这样既可减少蓄水池建造的成本，还可以减少消防成本。

在供电系统优化原则中首先要保证的就是系统的适应性，这时为了让电气设备的功能得到最大的发挥。然后是需要考虑供配电系统的安全可靠性。在设计线路的时候，必须要让线路具有绝对的绝缘强度和距离、热稳定性能和负荷性能都必须稳定，才可以保证尾电设备安全有效的使用。在设计供配电系统的时候，需要设置一定的防雷击设备和防雷设备。

3 高层建筑设计的发展趋势

1、智能实用性

智能化高层建筑正顺应了这一趋势，其具备以下特点：1） 生活舒适性。绿化、除噪、自然光及其他生活环境条件达到高质量，使人们在生活中感觉更为舒适。2） 便捷高效性。智能化的生活网络控制，不仅提高了生活便捷性，也为都市化办公手段节省人力、物力、空间、时间、支出等，提供了便于管理的通信、决策等一系列高效化工作水平。经济的发展、时代的进步以及科学技术的不断改革创新，都成为高层建筑设计发展的必要条件。随着人们越来越注重生活品质的要求，利用高科技设计更为便捷的智能化控制的家居工作空间成为时代趋势。3） 安全性。高水平的科技管理生活、办公，利用智能网络控制，便于人身、财产的安全保护更为可靠。

2、节能环保性

高层建筑设计规划中，对节能环保元素的应用也应予以重视。一方面，选择自然环境和地理环境都较为优秀的位置建设，例如考虑交通便捷性、空气环境质量好、采光照明好等条件来规划。另一方面建筑节能设计要贯穿建筑规划设计，合理应用环保技术，如太阳能电池板、地热设计、雨水回收系统等先进技术，以便形成系统的高层建筑节能体系，营造能耗低、环境舒适的居住环境。对空间的利用也要把握节能环保，充分考虑高层建筑的空间占用，科学合理的进行利用。

3、 欣赏价值性

随着人们对于生活品质的追求，对审美的要求也不断的提高，高层建筑不再应该是一栋栋冰冷的钢筋混凝土，应该给人们提供使用便捷的同时带来相对应的视觉享受。设计既实用又环保并有欣赏价值的高层建筑，其实也是对城市空间环境的一种点缀。

总之，高层建筑是人为设计、为人服务的城市建设项目，因此以人为本的建筑理念应该是高层建筑设计的根本要求。应充分考虑人们对高层建筑的视觉观感、亲近感等要求，把冰冷的混凝土钢筋水泥建造的高楼大厦真正的变成人们生活的一部分，有亲切感和实用感。

参考文献：